JP2022087713A - センサユニット - Google Patents

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【課題】洗浄による視界の妨げを抑制する高搭載性センサユニットの提供。【解決手段】ウィンドシールドよりも上方のルーフ20に搭載されるハウジング3の外壁面31には、露出面330が設けられる。センサ系4は、ルーフ20の外縁辺に沿う特定方向Yに並んでハウジング3内に保持され、露出面330を通してセンシング領域が個別に設定される複数の外界センサ40を、備える。洗浄系5は、露出面330よりも下方において外壁面31から張り出すことで流入する液体Lを、ウィンドシールドの上方から外れるように設定される排出ポイントまで特定方向Yに案内する案内構造52と、案内構造52に設けられ、各外界センサ40と個別対応する位置から露出面330へ洗浄流体を噴射する複数の噴射モジュール50と、案内構造52に設けられ、各噴射モジュール50へ供給される洗浄流体を特定方向Yに搬送する搬送構造57とを、備える。【選択図】図7

Description

本開示は、センサユニットに関する。
車両の外界に露出する露出面を通してセンシング領域が設定されるセンサ系と、洗浄流体により露出面を洗浄する洗浄系とを、含んで構成されるセンサユニットは、広く知られている。こうしたセンサユニットの一種として特許文献1に開示されるシステムでは、車両のヨー軸方向においてウィンドシールドよりも上方のルーフを有効活用して搭載されるハウジングのうち、外壁面に露出面としての窓表面が設けられている。
米国特許第10099630号明細書
特許文献1の開示システムでは、センサ系が備える複数の外界センサと個別に対応する洗浄ノズルから、洗浄流体が噴射されるように、洗浄系が構成されている。このとき洗浄流体が洗浄液の場合、ハウジングにおいて露出面の設けられた外壁面から洗浄液がヨー軸方向の下方へ流れると、さらに下方のウィンドシールドへと洗浄液が到達することで、車両内からの視界が妨げられる。また一方で洗浄流体が洗浄ガスの場合、露出面に付着した雨滴等の液体は、ヨー軸方向の上方から噴射される洗浄ガスにより吹き流されることで、ハウジングの外壁面からウィンドシールドへと到達するため、車両内からの視界が妨げられる。特に近年、自動運転制御モードの車両における洗浄は、乗員乗客の意図とは無関係に自動化されることになるため、当該洗浄による視界の妨げは、乗員乗客の不快感を招く懸念がある。
本開示の課題は、洗浄による視界の妨げを抑制する高搭載性のセンサユニットを、提供することにある。
以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
本開示の第一態様は、
車両(2)の外界に露出する露出面(330)を通してセンシング領域(Rs)が設定されるセンサ系(4)と、洗浄流体により露出面を洗浄する洗浄系(5)と、車両のヨー軸方向(Z)においてウィンドシールド(21)よりも上方のルーフ(20)に搭載されて外壁面(31)に露出面が設けられるハウジング(3)とを、含んで構成されるセンサユニット(1)であって、
センサ系は、
ルーフの外縁辺(200)に沿う特定方向(Y,X)に並んでハウジング内に保持され、センシング領域が個別に設定される複数の外界センサ(40)を、備え、
洗浄系は、
露出面よりもヨー軸方向の下方において外壁面から張り出すことにより流入する液体(L)を、ヨー軸方向においてウィンドシールドの上方から外れるように設定される排出ポイント(Pe)まで、特定方向に案内する案内構造(52,2052)と、
案内構造に設けられ、各外界センサと個別に対応する位置から露出面へ洗浄流体を噴射する複数の噴射モジュール(50)と、
案内構造に設けられ、各噴射モジュールへ供給される洗浄流体を特定方向に搬送する搬送構造(57)とを、備える。
このような第一態様の洗浄系における案内構造は、ハウジングの外壁面に設けられる露出面よりもヨー軸方向の下方において流入する液体を、ヨー軸方向ではウィンドシールドの上方から外れるように設定される排出ポイントまで、ルーフの外縁辺に沿った特定方向に案内する。これによれば、センサ系においてハウジング内の特定方向に並んだ複数の外界センサと個別に対応する位置から、噴射モジュールが露出面へと洗浄流体を噴射するのに起因して案内構造に流入する液体を、車両のルーフ上では排出ポイントからウィンドシールドの上方を外して排出することができる。故に、こうした排出液体がウィンドシールドに到達して視界を妨げるのを抑制することが、可能となる。
しかも第一態様の洗浄系によると、外壁面からの張り出しにより案内対象の液体が流入可能な案内構造には、特定方向に並ぶこととなる複数の噴射モジュールと共に、それら各噴射モジュールへ供給される洗浄流体を特定方向に搬送する搬送構造も、設けられる。これによれば、視界の妨げ抑制に必要な構成を露出面よりも下方に集約化且つ一体化して、ルーフに搭載し易くなる。故に、センサユニット全体としての高い搭載性を実現することが、可能である。
本開示の第二態様によると、自動運転制御モードの車両における外界センサのセンシング領域は、露出面を通して設定される。ここで、洗浄による視界の妨げは上述の原理により抑制することが可能であるので、自動運転制御モードでの乗員乗客の不快感を軽減することも可能となる。
第一実施形態によるセンサユニットの車両への搭載状態を示す斜視図である。 第一実施形態によるセンサユニットの車両への搭載状態を示す横断面図である。 第一実施形態によるセンサユニットの特性を説明するための横断面図である。 第一実施形態によるセンサユニットの詳細構造を示す縦断面図である。 図4のV-V線縦断面図である。 図4のVI-VI線縦断面図である。 第一実施形態によるセンサユニットの特性を説明するための縦断面図である。 第二実施形態によるセンサユニットの詳細構造を示す縦断面図である。 図8のIX-IX線縦断面図である。 図8のX-X線縦断面図である。 第二実施形態によるセンサユニットの特性を説明するための縦断面図である。 図4の変形例を示す縦断面図である。 図4の変形例を示す縦断面図である。 図4の変形例を示す縦断面図である。 図5の変形例を示す縦断面図である。 図9の変形例を示す縦断面図である。 図1の変形例を示す斜視図である。
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
(第一実施形態)
図1,2に示すように第一実施形態のセンサユニット1は、車両2に搭載される。車両2は、自動運転制御モードにおいて定常的又は一時的に自動走行可能となっている。ここで自動運転制御モードは、条件付運転自動化、高度運転自動化、又は完全運転自動化といった、作動時のシステムが全ての運行タスクを実行する自律運転制御により、実現されてもよい。自動運転制御モードは、運転支援、又は部分運転自動化といった、乗員が一部又は全ての運転タスクを実行する高度運転支援制御において、実現されてもよい。自動運転制御モードは、それら自律運転制御と高度運転支援制御との組み合わせ又は切り替えにより、実現されてもよい。
まず、第一実施形態によるセンサユニット1の基本構成を、説明する。センサユニット1は、ハウジング3、センサ系4、洗浄系5、及び制御系6を含んで構成されている。以下、センサユニット1の方向に関する説明は、水平面上の車両2を基準に説明される。特に車両2には、ロール軸方向Xと、ピッチ軸方向Yと、ヨー軸方向Zとが、定義されている。ここで車両2では、平面視にて略矩形を呈するルーフ20の二つの外縁辺200に沿ってロール軸方向Xが規定され、当該ルーフ20の残り二つの外縁辺200に沿ってピッチ軸方向Yが規定されている。ここで、「方向X,Yが外縁辺200に沿っている」とは、方向X,Yが外縁辺200に平行である必要はない。また車両2では、ロール軸方向Xの前側及び後側並びにピッチ軸方向Yの左側及び右側にそれぞれ、例えば透明ガラス等のウィンドシールド21が設けられ、それら各ウィンドシールド21よりもヨー軸方向Zの上方にそれぞれ、個別の外縁辺200が配置されている。尚、車両2においてロール軸方向Xの前後は、固定されていてもよいし、切り替えられてもよい。
ハウジング3は、例えば樹脂、金属又はそれらの組み合わせにより中空扁平状の矩形箱形等に、形成されている。ハウジング3は、車両2のルーフ20上に設置される。ハウジング3は、ロール軸方向Xの前側及び後側並びにピッチ軸方向Yの左側及び右側にそれぞれ、ルーフ20の各外縁辺200に沿って配置される外壁面31を、有している。各外壁面31の複数箇所ずつに空いている開口部は、例えば透明ガラス等のセンサカバー33により覆われている。各外壁面31から車両2の外界に露出するセンサカバー33の外表面は、個別の露出面330を構成している。これにより各外壁面31には、それぞれ露出面330が複数ずつ設けられている。
センサ系4は、複数の外界センサ40を備えている。各外界センサ40は、それぞれ個別の露出面330と対応する配置位置において、ハウジング3内に対向して保持されている。図3に示すようにロール軸方向Xの前方を向いた露出面330と対応する外界センサ40同士には、互いにピッチ軸方向Yに並んだ配置位置から、それぞれ対応露出面330を通して当該前方をセンシングするように、センシング領域Rsが設定されている。ロール軸方向Xの後方を向いた露出面330と対応する外界センサ40同士には、互いにピッチ軸方向Yに並んだ配置位置から、それぞれ対応露出面330を通して当該後方をセンシングするように、センシング領域Rsが設定されている。ピッチ軸方向Yの左方を向いた露出面330と対応する外界センサ40同士には、互いにロール軸方向Xに並んだ配置位置から、それぞれ対応露出面330を通して当該左方をセンシングするように、センシング領域Rsが設定されている。ピッチ軸方向Yの右方を向いた露出面330と対応する外界センサ40同士には、互いにロール軸方向Xに並んだ配置位置から、それぞれ対応露出面330を通して当該右方をセンシングするように、センシング領域Rsが設定されている。
図1~3に示す各外界センサ40は、例えばカメラ、LiDAR(Light Detection and Ranging / Laser Imaging Detection and Ranging)、レーダ、及びソナー等のうち、それぞれ個別の一種類である。特にセンサ系4では、後述の特定方向Y,Xとなるピッチ軸方向Y又はロール軸方向Xに並んだ配置位置関係の外界センサ40同士が、それぞれカメラ400とLiDAR401とにより構成されている。ここでカメラ400は、センシング領域Rsから露出面330を通して入射する光学像の撮影により、センシング領域Rs内の外界情報を取得する。これに対してLiDAR401は、レーザ光の照射に対してセンシング領域Rsから露出面330を通して入射する反射光の感知により、センシング領域Rs内の外界情報を取得する。
洗浄系5は、複数の噴射モジュール50を備えている。各噴射モジュール50は、それぞれ個別の露出面330及び外界センサ40の組と対応する配置位置において、外部に一部の露出状態でハウジング3に保持されている。これにより各噴射モジュール50には、対応する外界センサ40のセンシング領域Rsに位置する露出面330(以下、単に外界センサ40の露出面330という)が、洗浄対象に設定されている。
図1,2に示すように各噴射モジュール50は、露出面330及び外界センサ40との対応位置から洗浄対象の露出面330へ向かって洗浄流体を噴射するように、少なくとも一つずつの洗浄ノズル51を有している。特に洗浄系5では、各カメラ400の露出面330へ向かっては、洗浄流体としての洗浄液及び洗浄ガスの少なくとも一方が、それら各カメラ400毎に一つずつの洗浄ノズル51から噴射される。ここで、洗浄流体が洗浄液及び洗浄ガスの双方となる場合には、それら洗浄液及び洗浄ガスが噴射前に混合されることで、当該気液混合流体が各カメラ40毎の単一洗浄ノズル51へ供給される。これに対して各LiDARの露出面330へ向かっては、洗浄流体としての洗浄ガスのみが、各LiDAR毎に複数(図1,2の例では三つ)ずつの洗浄ノズル51から例えば順次噴射される。尚、各噴射モジュール50は、洗浄対象の露出面330を払拭するワイパを、有していてもよい。
図2に示すように制御系6は、ハウジング3内に保持されている。制御系6は、少なくとも一つの専用コンピュータを主体に構成される。制御系6は、例えばLAN(Local Area Network)、被覆配線、ワイヤハーネス、及び内部バス等のうち少なくとも一種類を介して、センサユニット1のセンサ系4及び洗浄系5と、車両2内の制御系とに接続される。制御系6は、センサ系4における少なくとも外界センサ40のセンシング情報に基づくことで、洗浄系5における少なくとも噴射モジュール50の作動を制御する。制御系6は、センサ系4における少なくとも外界センサ40のセンシング情報に基づくことで、自動運転制御モードを含む制御モードを、車両2内の制御系と共同して実現する。ここで特に制御系6は、自動運転制御モードの車両2において各外界センサ40の露出面330を自動で洗浄する自動洗浄モードを、実現する。
(詳細構造)
次に、第一実施形態による洗浄系5の詳細構成を、図1,2,4~6に基づき説明する。まず、外界センサ40としてピッチ軸方向Yに並ぶカメラ400及びLiDAR401のロール軸方向Xにおいて、前方を向いた各露出面330を洗浄するための前方用構成につき、代表的に説明する。この前方用構成では、ピッチ軸方向Yが特定方向Yとなる。
洗浄系5は、カメラ400及びLiDAR401の各露出面330よりもヨー軸方向Zの下方に、案内構造52を備えている。案内構造52は、案内体53を主体に構成されている。案内体53は、例えば樹脂、金属又はそれらの組み合わせにより長手棒状に、形成されている。案内体53は、ピッチ軸方向Yに沿って延伸するように、ハウジング3の外壁面31に装着されている。これにより外壁面31は、案内構造52からヨー軸方向Zの上方へ向かうほど、各外界センサ40側となるカメラ400及びLiDAR401の側へと傾斜する(即ち、上り勾配の傾斜である)姿勢に、ルーフ20において位置決めされる。
こうした外壁面31から案内体53は、カメラ400及びLiDAR401とは反対側となるロール軸方向Xの前方と、ヨー軸方向Zの上方とに、斜めに張り出している。これにより案内体53は、ヨー軸方向Zの上方に開口してピッチ軸方向Yに延伸する溝部54を、外壁面31との間に位置させて形成している。特に案内構造52では、ヨー軸方向Zにおける案内体53の傾斜状上面530と、外壁面31における露出面330の下端部及び外方部分とにより、断面V字状の溝部54が形成されている。溝部54において断面V字状の角部となる底部54aは、ピッチ軸方向Yにおける中間部(特に案内構造52では中央部)542から両端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜している(即ち、下り勾配である)。
このような溝部54が延伸するピッチ軸方向Yにおいて、当該溝部54の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置には、それぞれ噴射モジュール50が配置された状態となっている。それと共に、ピッチ軸方向Yにおいて溝部54の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置には、カメラ400とLIDAR401とが個別の噴射モジュール50に対応して並列配置されている。即ち外界センサ40も、ピッチ軸方向Yにおいて溝部54の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置にて、それぞれ配置された状態となっている。
溝部54においてピッチ軸方向Yの両端部540,541には、それぞれ排出ポイントPeが設定されている。これら各排出ポイントPeは、車両2においてウィンドシールド21間を仕切るピラー22のヨー軸方向Zにおける上端部に対して、ヨー軸方向Zのさらに上方且つピッチ軸方向Yにはオーバーラップする箇所に、配置される。これにより各排出ポイントPeは、車両2においてロール軸方向Xの前方を向くウィンドシールド21に対して、ヨー軸方向Zの上方から外れる状態、即ちウィンドシールド21の上方から避ける位置に配置された状態となる。
ここまで説明の構成により、図7に示すように案内構造52よりもヨー軸方向Zの上方では、カメラ400及びLiDAR401の各露出面330に、例えば洗浄液及び雨滴等の液体Lが付着し易い。各露出面330に付着した液体Lは、例えば噴射圧又は重力作用等によりヨー軸方向Zの下方へと流動する。その結果、各露出面330を含む外壁面31から張り出した案内構造52の案内体53が、当該外壁面31と共同して形成する溝部54には、それら各露出面330を通して液体Lが流入する。これにより溝部54では、流入した液体Lが重力作用により底部54aの傾斜に沿ってピッチ軸方向Yに案内されることで、いずれかの排出ポイントPeにまで液体Lが到達可能となる。
図1に示すように洗浄系5は、各排出ポイントPeからヨー軸方向Zの下方へ向かう範囲に、排出構造55を備えている。排出構造55は、排出管56を主体に構成されている。排出管56は、例えば樹脂、金属又はそれらの組み合わせにより細長管状に形成されている。排出管56は、車両2への配策取り廻し上、例えば蛇腹ホース等のように可撓性を有するものであることが好ましい。排出管56は、溝部54の両端部540,541にそれぞれ接続されている。各排出管56は、それら両端部540,541の排出ポイントPeから、それぞれヨー軸方向Zにおける下方のピラー22に沿って、個別に延伸配置される。これにより各排出管56は、案内構造52において案内された液体Lを、それぞれ対応する排出ポイントPeから、ヨー軸方向Zにおける車両2の下方外界へ向かって排出する。
図4~6に示すように洗浄系5は、カメラ400及びLiDAR401の各露出面330よりもヨー軸方向Zの下方に、搬送構造57を備えている。搬送構造57は、液搬送管58及びガス搬送管59を主体に構成されている。液搬送管58及びガス搬送管59は、例えば樹脂、金属又はそれらの組み合わせにより細長管状に、それぞれ形成されている。液搬送管58及びガス搬送管59は、案内体53に内包固定されている。これにより液搬送管58及びガス搬送管59は、案内構造52において溝部54の底部54aよりもヨー軸方向Zの下方に、設けられた状態となっている。
液搬送管58及びガス搬送管59は、それぞれ液搬送流路580及びガス搬送流路590を個別に形成している。ここで液搬送流路580は、洗浄流体としての洗浄液をピッチ軸方向Yに搬送する。特に搬送構造57では、カメラ400の露出面330に対応する噴射モジュール50が、液搬送流路580を通じて洗浄液の供給される供給先に設定されている。これにより液搬送流路580は、ハウジング3内及び車両2内のうち少なくとも一方に配置された液体ポンプから圧送されてくる洗浄液を、カメラ400の露出面330に対応する噴射モジュール50側へと向かって、搬送する。また一方でガス搬送流路590は、洗浄流体としての洗浄ガスをピッチ軸方向Yに搬送する。特に搬送構造57では、カメラ400の露出面330に対応する噴射モジュール50と、LiDAR401の露出面330に対応する噴射モジュール50とが、ガス搬送流路590を通じて洗浄ガスの供給される供給先に設定されている。これによりガス搬送流路590は、ハウジング3内及び車両2内のうち少なくとも一方に配置されたガスポンプ(例えばエアポンプ等)から圧送されてくる洗浄ガスを、カメラ400の露出面330に対応する噴射モジュール50側と、LiDAR401の露出面330に対応する噴射モジュール50側とへ向かって、搬送する。
図1,2,4~6に示すように洗浄系5は、カメラ400及びLiDAR401の各露出面330よりもヨー軸方向Zの下方において、ピッチ軸方向Yに並列配置される噴射モジュール50を、備えている。各噴射モジュール50は、案内体53の複数箇所に空いた開口部に対して、嵌合固定されている。これにより各噴射モジュール50の洗浄ノズル51は、案内構造52において溝部54の底部54aよりもヨー軸方向Zの上方に突出して、設けられた状態となっている。
図4,5に示すようにカメラ400の露出面330に対応する噴射モジュール50は、液搬送流路580及びガス搬送流路590と連通する制御弁510を有しており、当該制御弁511を洗浄ノズル51に例えばホース等で接続させている。制御弁510は、制御系6からの制御指令に従うことで、液搬送流路580及びガス搬送流路590の少なくとも一方との接続状態、並びにそれら流路580,590の双方との遮断状態のうちいずれかの状態を、単一の洗浄ノズル51に対して実現する。これに対して、図4,6に示すようにLiDAR401の露出面330に対応する噴射モジュール50は、ガス搬送流路590のみと連通する制御弁511を有しており、当該制御弁511を複数の洗浄ノズル51に例えばホース等で接続させている。制御弁511は、例えばモータ式のマルチウェイバルブ又は複数の電磁ソレノイドバルブ等であり、制御系6からの制御指令に従うことで、ガス搬送流路590との接続状態及び遮断状態のうちいずかの状態を、複数の洗浄ノズル51のそれぞれに対して実現する。これにより制御弁511は、例えば複数の洗浄ノズル51から所定の順序にて、洗浄ガスを順次供給(噴射)させる。
以上、前方用構成について説明した。一方、図2に示す外界センサ40としてピッチ軸方向Yに並ぶカメラ400及びLiDAR401のロール軸方向Xにおいて、後方を向いた各露出面330を洗浄するための後方用構成については、前方用構成の「前方」を「後方」と読み替えた構成に相当する。即ち後方用構成でも、ピッチ軸方向Yが特定方向Yとなる。
図1,2に示す外界センサ40としてロール軸方向Xに並ぶカメラ400及びLiDAR401のピッチ軸方向Yにおいて、左方を向いた各露出面330を洗浄するための左方用構成については、前方用構成の「前方」を「左方」と読み替えると共に、前方用構成の「ロール軸方向X」と「ピッチ軸方向Y」とを入れ替えた構成に相当する。即ち左方用構成では、ロール軸方向Xが特定方向Xとなる。但し、左方用構成において前側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56は、前方用構成において左側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56としても、共用される。同様に、左方用構成において後側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56は、後方用構成において左側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56としても、共用される。
図2に示す外界センサ40としてロール軸方向Xに並ぶカメラ400及びLiDAR401のピッチ軸方向Yにおいて、右方を向いた各露出面330を洗浄するための右方用構成については、前方用構成の「前方」を「右方」と読み替えると共に、前方用構成の「ロール軸方向X」と「ピッチ軸方向Y」とを入れ替えた構成に相当する。即ち右方用構成でも、ロール軸方向Xが特定方向Xとなる。但し、右方用構成において前側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56は、前方用構成において右側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56としても、共用される。同様に、右方用構成において後側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56は、後方用構成において右側の排出ポイントPeから延伸配置される排出管56としても、共用される。
(作用効果)
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第一実施形態の洗浄系5における案内構造52は、ハウジング3の外壁面31に設けられる露出面330よりもヨー軸方向Zの下方において流入する液体Lを、ヨー軸方向Zではウィンドシールド21の上方から外れる(避けた位置となる)ように設定される排出ポイントPeまで、ルーフ20の外縁辺200に沿った特定方向Y,Xに案内する。これによれば、センサ系4においてハウジング3内の特定方向Y,Xに並んだ複数の外界センサ40と個別に対応する位置から、噴射モジュール50が露出面330へと洗浄流体を噴射するのに起因して案内構造52に流入する液体Lを、車両2のルーフ20上では排出ポイントPeからウィンドシールド21の上方を外して排出することができる。故に、こうした排出液体Lがウィンドシールド21に到達して視界を妨げるのを抑制することが、可能となる。
しかも第一実施形態の洗浄系5によると、外壁面31からの張り出しにより案内対象の液体Lが流入可能な案内構造52には、特定方向Y,Xに並ぶこととなる複数の噴射モジュール50と共に、それら各噴射モジュール50へ供給される洗浄流体を特定方向Y,Xに搬送する搬送構造57も、設けられる。これによれば、ウィンドシールド21越しの視界の妨げ抑制に必要な構成を露出面330よりも下方に集約化且つ一体化して、ルーフ20に搭載し易くなる。故に、センサユニット1全体としての高い搭載性を実現することが、可能である。
第一実施形態の案内構造52によると、露出面330よりもヨー軸方向Zの下方において各噴射モジュール50及び搬送構造57が設けられる案内体53は、ヨー軸方向Zの上方に開口して特定方向Y,Xに延伸する溝部54を、外壁面31との間に位置させて共同して形成する。これによれば、特定方向Y,Xに並ぶ各噴射モジュール50から露出面330へと向かって洗浄流体が噴射されることに起因して、溝部54には液体Lが流入し易くなるのみならず、当該流入液体Lを特定方向Y,Xの排出ポイントPeまで案内することができる。しかもこうした機能を、比較的簡素な構成の溝部54により実現することができる。したがって、以上の如き溝部54の形成構成は、洗浄によるウィンドシールド21越しの視界の妨げを抑制可能な高搭載性のセンサユニット1を提供する上で、有利となる。
第一実施形態による溝部54の底部54aは、特定方向Y,Xにおける端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜する。これによれば溝部54への流入液体Lを、そうした傾斜底部54a上での重力作用を利用して、特定方向Y,Xの排出ポイントPeまで容易に案内することができる。故に、洗浄による視界の妨げを抑制する効果を担保することが、可能となる。
第一実施形態による溝部54の底部54aは、特定方向Y,Xにおける中間部542から両端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜する。ここで噴射モジュール50は、特定方向Y,Xにおいて溝部54の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置に、それぞれ配置される。これによれば、そうした配置の各噴射モジュール50からの洗浄流体の噴射に起因する溝部54への流入液体Lは、傾斜底部54a上での重力作用により特定方向Y,Xの排出ポイントPeまで容易に案内され得る。故に、特定方向Y,Xに並ぶ複数の噴射モジュール50から洗浄流体を噴射しての洗浄による視界の妨げを確実に抑制することが、可能となる。
第一実施形態によると、露出面330の設けられる外壁面31は、案内構造52からヨー軸方向Zの上方へ向かうほど、各外界センサ40側へ傾斜する。これによれば、露出面330よりもヨー軸方向Zの下方において案内構造52に設けられる各噴射モジュール50から、車両2の走行中に噴射された洗浄流体は、露出面330を含む外壁面31の傾斜に沿って上方へと向かう走行風に吹き流されることで、露出面330に行き渡り得る。故に、高い洗浄性に起因する視界の妨げを、抑制可能となる。また、このような高い洗浄性によれば、露出面330を通した各外界センサ40のセンシング精度を向上することが、可能である。
第一実施形態による搬送構造57は、洗浄流体として洗浄液を供給先の噴射モジュール50側へ向かって搬送する液搬送流路580と、洗浄流体として洗浄ガスを供給先の噴射モジュール50側へ向かって搬送するガス搬送流路590とを、特定方向Y,Xに沿って個別に形成する。これによれば、液搬送流路580により特定方向Y,Xに搬送される洗浄液を、供給先の噴射モジュール50が露出面330へ噴射するのに起因して案内構造52に流入する洗浄液等の液体Lは、車両2のルーフ20上では排出ポイントPeからウィンドシールド21の上方を外れて排出され得る。また一方、ガス搬送流路590により特定方向Y,Xに搬送される洗浄ガスを、供給先の噴射モジュール50が露出面330へ噴射するのに起因して案内構造52に流入する雨滴等の液体Lは、車両2のルーフ20上では排出ポイントPeからウィンドシールド21の上方を外れて排出され得る。故にいずれの場合でも、排出液体Lがウィンドシールド21に到達して視界を妨げるのを抑制することが、可能となる。
第一実施形態の洗浄系5による排出構造55は、案内構造52に流入して案内された液体Lを、車両2のルーフ20においてウィンドシールド21の上方とは外れる排出ポイントPeから、ヨー軸方向Zにおける車両2の下方へと向かって排出することができる。これによれば、洗浄流体を噴射しての洗浄による視界の妨げを確実に抑制することが、可能となる。
第一実施形態によると、自動運転制御モードの車両2では、各外界センサ40のセンシング領域Rsは、露出面330を通して設定され、これら外界センサ40の露出面330を自動で洗浄する自動洗浄モードが設定されている。ここで、洗浄による視界の妨げは上述の原理により抑制することが可能であるので、自動運転制御モードにおける自動洗浄モードでの乗員乗客の意図しない洗浄による不快感を軽減することも可能となる。
(第二実施形態)
図8~10に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第二実施形態の前方用構成において案内構造2052の案内体2053は、外壁面31からカメラ400及びLiDAR401とは反対側となるロール軸方向Xの実質前方のみに張り出す状態で、外壁面31に装着されている。特に案内構造2052では、ヨー軸方向Zにおいて案内体2053の上面2530が外壁面31のうち露出面330の下端部及び外方部分から、ロール軸方向Xに沿って張り出している。案内体2053は、上面2530からヨー軸方向Zにおいて下方に凹むように、断面U字状の溝部2054を形成している。溝部2054において断面U字状の底部2054aは、ピッチ軸方向Yにおける中間部(特に案内構造2052では中央部)542から両端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜している。
このような溝部2054が延伸するピッチ軸方向Yにおいて、当該20溝部54の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置には、それぞれ噴射モジュール50が配置された状態となっている。そこで、溝部2054においてピッチ軸方向Yの両端部540,541には、それぞれ排出ポイントPeが第一実施形態と同様に設定されることで、個別の排出管56が接続されている。
こうした第二実施形態に特有の前方用構成では、図11に示すように、各露出面330を含む外壁面31から張り出した案内構造2052の案内体2053が形成する溝部2054に、それら各露出面330を通して液体Lが流入する。これにより溝部2054では、流入した液体Lが重力作用により底部2054aの傾斜に沿ってピッチ軸方向Yに案内されることで、いずれかの排出ポイントPeにまで到達可能となる。尚、第二実施形態の後方用構成、左方用構成、及び右方用構成は、以上の如き前方用構成に対して、第一実施形態と同様な読み替え及び入れ替えをした構成となる。
ここまで説明した第二実施形態の案内構造2052によると、露出面330よりもヨー軸方向Zの下方において各噴射モジュール50及び搬送構造57が設けられる案内体2053においては、ヨー軸方向Zの下方に凹んで特定方向Y,Xに延伸する溝部2054が、形成される。これによれば、特定方向Y,Xに並ぶ各噴射モジュール50から露出面330へと向かって洗浄流体が噴射されることに起因して、溝部2054には液体Lが流入し易くなるのみならず、当該流入液体Lを特定方向Y,Xの排出ポイントPeまで案内することができる。しかもこうした機能を、比較的簡素な構成の溝部2054により実現することができる。したがって、以上の如き溝部2054の形成構成は、洗浄による視界の妨げを抑制可能な高搭載性のセンサユニットを提供する上で、有利となる。
第二実施形態による溝部2054の底部2054aも、特定方向Y,Xにおける端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜する。故に、洗浄による視界の妨げを抑制する効果を担保することが、第一実施形態と同様な原理により可能となる。
ここで特に、第二実施形態による溝部2054の底部2054aも、特定方向Y,Xにおける中間部542から両端部540,541側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜する。故に、特定方向Y,Xに並ぶ複数の噴射モジュール50から洗浄流体を噴射しての洗浄による視界の妨げを確実に抑制することが、第一実施形態と同様な原理により可能となる。
(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
図12に示すように変形例(図12は第一実施形態の前方用構成例)では、特定方向Y,Xに並ぶ外界センサ40に対して、共通の露出面330が設けられていてもよい。変形例において露出面330を形成するセンサカバー33は、外界センサ40自体に設けられていてもよい。変形例において露出面330は、外界センサ40自体の例えばレンズ等の光学部材により、形成されていてもよい。変形例において露出面330の設けられる外壁面31は、案内構造52,2052からヨー軸方向Zの上方に沿って、特定方向Y,Xとは実質垂直に広がっていてもよい。
変形例の噴射モジュール50及び外界センサ40の組は、特定方向Y,Xにおいて溝部54,2054の中間部542と両端部540,541との間に対応する位置にて、それぞれ複数組ずつ配置されていてもよい。変形例においてカメラ400の露出面330へ向かっては、洗浄流体としての洗浄液及び洗浄ガスのいずれか一方のみが、洗浄ノズル51から噴射されてもよい。変形例においてLiDAR401の露出面330へ向かっては、洗浄流体としての洗浄液のみ、又は洗浄流体としての洗浄液及び洗浄ガスの双方が、洗浄ノズル51から噴射されてもよい。変形例では、各洗浄ノズル51から噴射される洗浄流体の種類(即ち洗浄液、洗浄ガス、又は双方)に応じて、搬送流路580,590のいずれか一方が省かれていてもよい。ここで図13は、カメラ400の露出面330にもLiDAR401の露出面330にも洗浄ガスのみが噴射される場合に、液搬送流路580が省かれている変形例(図13は第一実施形態の例)を示している。
図14に示すように変形例(図14は第一実施形態の例)では、案内構造52,2052の案内体53,2053に設けられたノズル孔1051により、噴射モジュール50の洗浄ノズル51が構築されていてもよい。図14に示すように変形例(図14は第一実施形態の例)では、案内構造52,2052の案内体53,2053に設けられた液搬送孔1058及びガス搬送孔1059により、それぞれ液搬送流路580及びガス搬送流路590が形成されていてもよい。
図15に示すように変形例では、ヨー軸方向Zにおける案内体53の上面530と、外壁面31における露出面330よりもヨー軸方向Zの下方部分とにより、断面V字状の溝部54が形成されていてもよい。図16に示すように変形例では、ヨー軸方向Zにおける案内体2053の上面2530が、外壁面31における露出面330よりもヨー軸方向Zの下方部分から、ロール軸方向Xに沿って張り出していてもよい。図15,16に示すように変形例の案内体53,2053は、ハウジング3の少なくとも一部と一体成形されることで、外壁面31から張り出していてもよい。変形例における溝部54,2054の底部54a,2054aは、ピッチ軸方向Yにおける両端部540,541のうち一方側から他方側へ向かうほど、ヨー軸方向Zの下方へ傾斜していてもよい。変形例における溝部54,2054の底部54a,2054aは、特定方向Y,Xに沿ってヨー軸方向Zとは実質垂直に延伸していてもよい。
図17に示すように変形例の排出構造55は、ルーフ20及びピラー22に形成される溝部1056により、排出ポイントPeから液体Lを排出してもよい。変形例では、排出構造55が設けられないことで、排出ポイントPeからピラー22の表面を伝って液体Lが排出されてもよい。変形例では、前方用構成、後方用構成、左方用構成、及び右方用構成のうち、少なくとも一構成のみが採用されていてもよい。
1:センサユニット、2:車両、3:ハウジング、4:センサ系、5:洗浄系、20:ルーフ、21:ウィンドシールド、31:外壁面、40:外界センサ、50:噴射モジュール、52,2052:案内構造、53,2053:案内体、54,2054:溝部、54a,2054a:底部、55:排出構造、57:搬送構造、200:外縁辺、330:露出面、540,541:端部、542:中間部、580:液搬送流路、590:ガス搬送流路、L:液体、Pe:排出ポイント、Rs:センシング領域、X:ロール軸方向・特定方向、Y:ピッチ軸方向・特定方向、Z:ヨー軸方向

Claims (9)

  1. 車両(2)の外界に露出する露出面(330)を通してセンシング領域(Rs)が設定されるセンサ系(4)と、洗浄流体により前記露出面を洗浄する洗浄系(5)と、前記車両のヨー軸方向(Z)においてウィンドシールド(21)よりも上方のルーフ(20)に搭載されて外壁面(31)に前記露出面が設けられるハウジング(3)とを、含んで構成されるセンサユニット(1)であって、
    前記センサ系は、
    前記ルーフの外縁辺(200)に沿う特定方向(Y,X)に並んで前記ハウジング内に保持され、前記センシング領域が個別に設定される複数の外界センサ(40)を、備え、
    前記洗浄系は、
    前記露出面よりも前記ヨー軸方向の下方において前記外壁面から張り出すことにより流入する液体(L)を、前記ヨー軸方向において前記ウィンドシールドの上方から外れるように設定される排出ポイント(Pe)まで、前記特定方向に案内する案内構造(52,2052)と、
    前記案内構造に設けられ、各前記外界センサと個別に対応する位置から前記露出面へ前記洗浄流体を噴射する複数の噴射モジュール(50)と、
    前記案内構造に設けられ、各前記噴射モジュールへ供給される前記洗浄流体を前記特定方向に搬送する搬送構造(57)とを、備えるセンサユニット。
  2. 前記案内構造(52)は、前記露出面よりも前記ヨー軸方向の下方において各前記噴射モジュール及び前記搬送構造が設けられる案内体(53)を、有し、前記案内体は、前記ヨー軸方向の上方に開口して前記特定方向に延伸する溝部(54)を、前記外壁面との間に位置させて形成する請求項1に記載のセンサユニット。
  3. 前記案内構造(2052)は、前記露出面よりも前記ヨー軸方向の下方において各前記噴射モジュール及び前記搬送構造が設けられる案内体(2053)を、有し、前記特定方向に延伸する溝部(2054)が、前記案内体において前記ヨー軸方向の下方に凹んで形成される請求項1に記載のセンサユニット。
  4. 前記溝部(54,2054)の底部(54a,2054a)は、前記特定方向における端部(540,541)側へ向かうほど、前記ヨー軸方向の下方へ傾斜する請求項2又は3に記載のセンサユニット。
  5. 前記溝部の前記底部は、前記特定方向における中間部(542)から両端部(540,541)側へ向かうほど、前記ヨー軸方向の下方へ傾斜し、
    前記噴射モジュールは、前記特定方向において前記溝部の前記中間部と前記両端部との間に対応する位置に、それぞれ配置される請求項4に記載のセンサユニット。
  6. 前記露出面の設けられる前記外壁面は、前記案内構造から前記ヨー軸方向の上方へ向かうほど、各前記外界センサ側へ傾斜する請求項1~5のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  7. 前記搬送構造は、前記洗浄流体として洗浄液を供給先の前記噴射モジュール側へ向かって搬送する液搬送流路(580)と、前記洗浄流体として洗浄ガスを供給先の前記噴射モジュール側へ向かって搬送するガス搬送流路(590)とを、前記特定方向に沿って個別に形成する請求項1~6のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  8. 前記洗浄系は、前記排出ポイントから前記液体を前記ヨー軸方向の下方へ向かって排出する排出構造(55)を、さらに備える請求項1~7のいずれか一項に記載のセンサユニット。
  9. 自動運転制御モードの前記車両において前記外界センサの前記センシング領域が、前記露出面を通して設定される請求項1~8のいずれか一項に記載のセンサユニット。
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